熱泵現狀展望的發(fā)展論文
1、熱泵發(fā)展的現狀近幾年來(lái),我國熱泵發(fā)展很快,主要表現在如下幾個(gè)方面。
。1)據統計,1996年我國空調設備(指電動(dòng)冷熱水機組、吸收式冷熱水機組、房間空調器以及單元空調機組,但不包括進(jìn)口機組)的總制冷能力約為2000萬(wàn)kW,其中熱泵型機組的制冷能力約占60%。在全部熱泵型機組中,電驅動(dòng)熱泵容量約為1070kW,占90%;吸收式熱泵容量約為130萬(wàn)kW,占10%。
。2)近幾年來(lái),我國的吸收式制冷裝置發(fā)展迅速。據統計,1996年銷(xiāo)售的溴化鋰吸收式制冷機約3000多臺,其中直燃機1115臺。
。3)熱泵在工業(yè)中的應用已見(jiàn)端倪,木材、食品(茶和水果)、陶瓷、造紙、印刷、石油和化工等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程已采用了蒸汽噴射式熱泵、吸收式熱泵和電驅動(dòng)熱泵。例如,目前大約有400臺熱泵式木材干燥機正在運行,年處理能力約為200千立方米。
2、熱泵發(fā)展的背景
2。1能源政策
我國一次能源年保有總量(不包括生物質(zhì)能和新能源)為14億噸標準煤,其中原煤14。6億噸,原油1。7億噸,天然氣300億立方米,水電2400億kWh,核電250kWh,進(jìn)口石油4~6億噸,火電電力裝機容量2。9~3億kW(平均每年增加裝機容量1500kW)。據1997年統計,我國電廠(chǎng)熱效率為32。95%,電廠(chǎng)供熱效率為83。68%,能源轉換總效率為38。07%。采用熱電冷三聯(lián)供系統或稱(chēng)總能系統(TES——TotalEnergySystem),燃氣熱泵(GEHP)后,通過(guò)熱力學(xué)第一定律的熱效率分析和熱力學(xué)第二定律的效用率分析說(shuō)明:由于利用廢熱,GEHP的綜合利用可達到80%~85%;若通過(guò)軸動(dòng)力傳動(dòng)熱泵,利用了低位熱能,故綜合熱效率可達到150%~170%。對于TES方式,實(shí)現熱電冷三聯(lián)供后,其綜合利用率可達到65%~80%!吨腥A人民共和國節約能源法》第三十九條將熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)列入國家鼓勵發(fā)展的通用技術(shù),促進(jìn)了熱泵事業(yè)的發(fā)展。
2。2環(huán)境保護政策
采用熱驅動(dòng)熱泵,CO2排放量亦明顯降低。通過(guò)改善熱泵性能,降低工質(zhì)泄漏與使用新工質(zhì),熱泵將在環(huán)境保護上發(fā)揮更大的作用。
2。3建筑節能法
實(shí)施《民用建筑節能設計標準》后,提高了建筑隔熱保溫性能,降低了建筑采暖能耗,結果是大幅度地降低了熱泵采暖方式的年運行費用,增加了熱泵與集中供熱采暖方式的競爭能力。
2。4城市能源結構的改變
大中城市人口集中,能源消耗量大,污染問(wèn)題最突出,因此,必須實(shí)施國家能源政策,改善能源結構,提倡使用清潔優(yōu)質(zhì)能源,限制煤炭的使用,這就為熱泵的應用創(chuàng )造了條件。
2。5能源價(jià)格的調整
3、熱泵技術(shù)發(fā)展的展望
3。1熱泵技術(shù)的現狀
所有型式的熱泵都有蒸發(fā)和冷凝兩個(gè)溫度水平,節流采用膨脹閥或毛細管。只是壓力的增加有不同的形式,主要有機械壓縮式,熱能壓縮式、噴射蒸汽壓縮式。
目前我國熱泵發(fā)展有三種趨勢:
風(fēng)冷熱泵型熱水機組發(fā)展迅速,1996年比1995年增長(cháng)近二倍。
直燃式溴化鋰冷熱水機組發(fā)展較快,占全部溴化鋰吸收式熱水機組的56%。
房間空調器比重最大。熱泵型窗式、分體式和10kW冷量以下的單元空調機占總冷量的45%。但技術(shù)上存在以下幾方面的問(wèn)題:
風(fēng)冷熱泵型機組存在體型較大,噪聲較高,除霜技術(shù)尚不完善等問(wèn)題。主要應用風(fēng)冷熱泵的地區是長(cháng)江流域,該地區夏季悶熱,冬季濕冷,1月份平均氣溫0℃~10℃,相對濕度大于75%。因此,要求熱泵必須適應0℃以下低溫高濕氣候環(huán)境。
吸收式溴化鋰制冷機組效率偏低。
房間空調器存在噪聲污染、熱污染(大量電機功率轉化的熱量排入住宅)和制冷劑污染,特別是(分體式空調機安裝和使用時(shí)的泄漏)。1996年我國大約安裝300萬(wàn)臺分體機和40萬(wàn)臺單元空調機,以每臺安裝時(shí)的排放量為50g計算,則泄漏總量達170t/年。
3。2熱泵技術(shù)發(fā)展的展望
技術(shù)發(fā)展總趨勢是發(fā)展高效率的供熱、供冷熱泵和超級熱泵系統。
3。2。1機械壓縮式熱泵的發(fā)展
。1)制冷劑側的熱泵控制。
。2)壓縮機能量控制。
。3)壓縮機設計
。4)新工質(zhì)技術(shù)
3。2。2吸收式熱泵和吸收式熱變換器
3。2。3壓縮—吸收式熱泵
3。2。4高溫熱泵
4、熱泵市場(chǎng)發(fā)展的展望
4。1熱泵市場(chǎng)發(fā)展的有利因素
4。1。1我國的能源政策和環(huán)境保護政策是促進(jìn)熱泵技術(shù)迅速發(fā)展的主要因素。
4。1。2自從我國政府1978年出臺改革開(kāi)放、節能政策以來(lái),長(cháng)江流域經(jīng)濟得到迅速發(fā)展,生活水平也獲得了大幅度的提高。這一地區的氣候特點(diǎn)是夏季炎熱,冬季不太冷(一月份平均室外溫度變化范圍為0℃~10℃,年平均室外溫度低于或等于5℃的時(shí)間為0~90天。七月室外平均溫度范圍為25℃~30℃,年平均溫度高于25℃的天數為40~110天)。根據上述原因,加以國外產(chǎn)品的大量進(jìn)口,熱泵空調系統在中國的應用迅速增長(cháng),目前家用空調器總量60%為熱泵型甚至在較為寒冷的北京地區,有許多用戶(hù)也喜歡在集中采暖期前后應用熱泵型空調機組來(lái)采暖,冬季供應熱水,夏季供應冷水的`電動(dòng)風(fēng)冷機組在集中式空調系統中得到了廣泛的應用,今后的應用將更為普及。
4。1。3我國建筑市場(chǎng)巨大,1995~2000年,預計每年全國城市新建住宅建筑面積約2。4億㎡,其中上海每年新建約1500萬(wàn)㎡,北京約1000萬(wàn)㎡,天津約600萬(wàn)㎡,大連約260萬(wàn)㎡。2000~2010年,每年新建住宅建筑面積約3。4億㎡。
4。1。4我國工業(yè)余熱的資源很豐富,利用的潛力很大分布也很廣,如化工工業(yè)占8。8%,石化工業(yè)占30。9%,輕紡工業(yè)占4。0%。石化廠(chǎng)、造紙廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)、冶金廠(chǎng)、食品加工廠(chǎng)和農業(yè)部門(mén)對熱泵的應用進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究,如木材采用了電驅動(dòng)高效熱泵干燥機實(shí)現了工廠(chǎng)節能的目的;如石化廠(chǎng)廣泛采用了蒸汽噴射式熱泵回收生產(chǎn)過(guò)程中的余熱用于生產(chǎn)和生活,取得了明顯的經(jīng)濟效益,為今后熱泵市場(chǎng)的開(kāi)拓創(chuàng )造了條件。
4。2熱泵市場(chǎng)發(fā)展的展望
4。2。1建筑業(yè)應用熱泵的展望
熱泵適用區域為過(guò)渡區域和部分集中采暖區域,該區域包括上海、江蘇、浙江、山東、安徽、湖北、河南及福建、湖南的部分地區,據預測,該地區2000年城鎮房屋建筑面積38。5億㎡,其中住宅20。7億㎡,(約占53。8%)。公共、商業(yè)建筑6。5億㎡(16。9%),從中國經(jīng)濟發(fā)展形勢來(lái)看,該地區至2000年空調普及率約為10%。據預測,2000年我國房間空調器需求量約為1000萬(wàn)臺,其中包括制冷量在10kW以下的單元空調機,空調用總制冷量約為3500萬(wàn)kW。
據預測,九五期間吸收式溴化鋰制冷機預計將以8%~10%的速度增長(cháng),即市場(chǎng)需求量將以每年200~250萬(wàn)臺速度增長(cháng),至2000年,全國的需求量約為4000臺。
4。2。2工業(yè)中應用熱泵的展望
工業(yè)中應用熱泵的潛力很大,據預測,至2000年工業(yè)中應用熱泵的數量為:化工行業(yè)約300臺;食品行業(yè)約150臺;紙漿造紙約130臺;農業(yè)約5~10臺;冶金行業(yè)約150臺;木材干燥約400臺及制藥行業(yè)約100臺。
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